Single molecule force spectroscopy reveals the molecular mechanical anisotropy of the FeS4 metal center in rubredoxin

Journal of the American Chemical Society

Volumn 135, Issue 47, 2013, Pages 17783-17792

  Zheng, Peng ^a   Chou, Chih Chung ^a   Guo, Ying ^a   Wang, Yanyan ^a,b   Li, Hongbin ^a,b  

^a UNIVERSITY OF BRITISH COLUMBIA   (Canada)

^b TIANJIN UNIVERSITY   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ATOMIC FORCE SPECTROSCOPY; DISTORTED TETRAHEDRAL GEOMETRIES; ELASTOMERIC PROTEINS; IRON-SULFUR PROTEINS; MECHANICAL ANISOTROPY; MOLECULAR MECHANICALS; SINGLE MOLECULE FORCE SPECTROSCOPY; THREE-DIMENSIONAL STRUCTURE;

AMINO ACIDS; MECHANICAL STABILITY; MOLECULES; PROTEINS; SULFUR; THREE DIMENSIONAL;

ANISOTROPY;

FERROUS SULFIDE; RUBREDOXIN;

ANISOTROPY; ARTICLE; ATOMIC FORCE MICROSCOPY; PROTEIN ANALYSIS; PROTEIN STABILITY; PROTEIN STRUCTURE; PROTEIN UNFOLDING;

ANISOTROPY; IRON; MECHANICAL PROCESSES; MICROSCOPY, ATOMIC FORCE; MODELS, MOLECULAR; MONTE CARLO METHOD; PROTEIN CONFORMATION; PYROCOCCUS FURIOSUS; RUBREDOXINS; SPECTRUM ANALYSIS; SULFUR;

EID: 84889238064     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja406695g     Document Type: Article

References (57)

1. Owen, A. J.; Ward, I. M. J. Macro. Sci. B 1973, 7, 417
2. Ward, I. M.; Sweeney, J. In Mechanical Properties of Solid Polymers; John Wiley & Sons, Ltd: Chichester, U.K., 2012, p 167.
3. Carrion-Vazquez, M.; Li, H.; Lu, H.; Marszalek, P. E.; Oberhauser, A. F.; Fernandez, J. M. Nat. Struct. Biol. 2003, 10, 738
4. Dietz, H.; Berkemeier, F.; Bertz, M.; Rief, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 12724
5. Li, Yongnan D.; Lamour, G.; Gsponer, J.; Zheng, P.; Li, H. Biophys. J. 2012, 103, 2361
6. Brockwell, D. J.; Paci, E.; Zinober, R. C.; Beddard, G. S.; Olmsted, P. D.; Smith, D. A.; Perham, R. N.; Radford, S. E. Nat. Struct. Mol. Biol. 2003, 10, 731
7. Lee, W.; Zeng, X.; Rotolo, K.; Yang, M.; Schofield, C. J.; Bennett, V.; Yang, W.; Marszalek, P. E. Biophys. J. 2012, 102, 1118
8. Schlierf, M.; Rief, M. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 2009, 48, 820
9. Yang, G.; Cecconi, C.; Baase, W. A.; Vetter, I. R.; Breyer, W. A.; Haack, J. A.; Matthews, B. W.; Dahlquist, F. W.; Bustamante, C. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 139
10. Graham, T. G. W.; Best, R. B. J. Phys. Chem. B 2011, 115, 1546
11. Junker, J. P.; Rief, M. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 2010, 49, 3306
12. Jagannathan, B.; Elms, P. J.; Bustamante, C.; Marqusee, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2012, 109, 17820
13. Gao, Y.; Sirinakis, G.; Zhang, Y. L. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 12749
14. Holm, R. H.; Kennepohl, P.; Solomon, E. I. Chem. Rev. 1996, 96, 2239
15. Bertini, I.; Gray, H. B.; Lippard, S. J.; Valentine, J. S. Bioinorganic Chemistry; University Science Books: Mill Valley, CA, 1994.
16. Blake, P. R.; Park, J. B.; Bryant, F. O.; Aono, S.; Magnuson, J. K.; Eccleston, E.; Howard, J. B.; Summers, M. F.; Adams, M. W. Biochemistry 1991, 30, 10885
17. Zheng, P.; Li, H. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 6791
18. Zheng, P.; Takayama, S.-i. J.; Mauk, A. G.; Li, H. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 4124
19. Lane, R. W.; Ibers, J. A.; Frankel, R. B.; Holm, R. H. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1975, 72, 2868
20. Lane, R. W.; Ibers, J. A.; Frankel, R. B.; Papaefthymiou, G. C.; Holm, R. H. J. Am. Chem. Soc. 1977, 99, 84
21. Averill, B. A.; Bale, J. R.; Ormejohnson, W. H. J. Am. Chem. Soc. 1978, 100, 3034
22. Day, M. W.; Hsu, B. T.; Joshuator, L.; Park, J. B.; Zhou, Z. H.; Adams, M. W. W.; Rees, D. C. Protein Sci. 1992, 1, 1494
23. Zheng, P.; Takayama, S.-i. J.; Mauk, A. G.; Li, H. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 7992
24. Arantes, G. M.; Bhattacharjee, A.; Field, M. J. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 2013, 52, 8144
25. Fernandez, J. M.; Li, H. Science 2004, 303, 1674
26. Hutter, J. L.; Bechhoefer, J. Rev. Sci. Instrum. 1993, 64, 1868
27. Rief, M.; Gautel, M.; Oesterhelt, F.; Fernandez, J. M.; Gaub, H. E. Science 1997, 276, 1109
28. Carrion-Vazquez, M.; Oberhauser, A. F.; Fisher, T. E.; Marszalek, P. E.; Li, H.; Fernandez, J. M. Prog. Biophys. Mol. Biol. 2000, 74, 63
29. Dietz, H.; Bertz, M.; Schlierf, M.; Berkemeier, F.; Bornschlogl, T.; Junker, J. P.; Rief, M. Nat. Protoc. 2006, 1, 80
30. Brockwell, D. J. Curr. Nanosci. 2007, 3, 3
31. Li, H. Protein Nanomechanics; Academic Press: Oxford, 2011; Vol. 2.
32. Marszalek, P. E.; Dufrene, Y. F. Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 3523
33. Marko, J. F.; Siggia, E. D. Macromolecules 1995, 28, 8759
34. Carrion-Vazquez, M.; Oberhauser, A. F.; Fowler, S. B.; Marszalek, P. E.; Broedel, S. E.; Clarke, J.; Fernandez, J. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 3694
35. Oberhauser, A. F.; Marszalek, P. E.; Erickson, H. P.; Fernandez, J. M. Nature 1998, 393, 181
36. Bell, G. I. Science 1978, 200, 618
37. Evans, E. Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 2001, 30, 105
38. Evans, E.; Ritchie, K. Biophys. J. 1997, 72, 1541
39. Schlierf, M.; Li, H.; Fernandez, J. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004, 101, 7299
40. Cao, Y.; Li, H. Langmuir 2011, 27, 1440
41. Rief, M.; Fernandez, J. M.; Gaub, H. E. Phys. Rev. Lett. 1998, 81, 4764
42. Dietz, H.; Rief, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 1244
43. Cavagnero, S.; Debe, D. A.; Zhou, Z. H.; Adams, M. W. W.; Chan, S. I. Biochemistry 1998, 37, 3369
44. Cavagnero, S.; Zhou, Z. H.; Adams, M. W.; Chan, S. I. Biochemistry 1998, 37, 3377
45. Wittung-Stafshede, P. Acc. Chem. Res. 2002, 35, 201
46. Johnson, D. C.; Dean, D. R.; Smith, A. D.; Johnson, M. K. Annu. Rev. Biochem. 2005, 74, 247
47. Lippard, S. J.; Berg, J. M. Principles of bioinorganic chemistry; University Science Books: Mill Valley, CA, 1994.
48. Bau, R.; Rees, D. C.; Kurtz, D. M., Jr.; Scott, R. A.; Huang, H.; Adams, M. W. W.; Eidsness, M. K. J. Biol. Inorg. Chem. 1998, 3, 484
49. Zuris, J. A.; Halim, D. A.; Conlan, A. R.; Abresch, E. C.; Nechushtai, R.; Paddock, M. L.; Jennings, P. A. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 13120
50. Lin, I. J.; Gebel, E. B.; Machonkin, T. E.; Westler, W. M.; Markley, J. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 14581
51. Gámiz-Hernández, A. P.; Galstyan, A. S.; Knapp, E.-W. J. Chem. Theory Comput. 2009, 5, 2898
52. Min, T.; Ergenekan, C. E.; Eidsness, M. K.; Ichiye, T.; Kang, C. Protein Sci. 2001, 10, 613
53. Sun, N.; Dey, A.; Xiao, Z. G.; Wedd, A. G.; Hodgson, K. O.; Hedman, B.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 12639
54. Blake, P. R.; Park, J.-B.; Zhou, Z. H.; Hare, D. R.; Adams, M. W. W.; Summers, M. F. Protein Sci. 1992, 1, 1508
55. Dietz, H.; Rief, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004, 101, 16192
56. Li, L.; Huang, H. H.; Badilla, C. L.; Fernandez, J. M. J. Mol. Biol. 2005, 345, 817
57. Bertz, M.; Rief, M. J. Mol. Biol. 2008, 378, 447